H-MTD-Kabelkonfektionen: Single-, Dual- und Quad-Port-Verbindungen richtig wählen

Was Single-, Dual- und Quad-Port bei H-MTD bedeuten

H-MTD (High-Speed Modular Twisted-Pair Data) ist ein differentielles 100-Ω-Steckverbindersystem für schnelle Fahrzeugverbindungen. Anders als Koaxialanschlüsse für unsymmetrische Signale führt jeder Standard-H-MTD-Datenport ein symmetrisches verdrilltes Aderpaar über 2 Signalkontakte.

Im H-MTD-Portfolio von Rosenberger und im H-MTD-Katalog 2024 von Rosenberger bezeichnet das Gehäuse, wie viele dieser differentiellen Zweikontaktports es enthält:

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  Single-Port-Gehäuse: 1 differentieller Datenport mit 2 Signalkontakten.

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  Dual-Port-Gehäuse: 2 unabhängige differentielle Datenports mit 2×2 Signalkontakten in einem Gehäuse.

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  Quad-Port-Gehäuse: 4 unabhängige differentielle Datenports mit 4×2 Signalkontakten in einem Gehäuse.

Geschirmte Standard-H-MTD-Steckverbinder der Serie E6 werden mit passenden geschirmten 100-Ω-Twisted-Pair-Kabeln (STP) kombiniert. Für besondere Anforderungen umfasst die Familie auch Sechsportgehäuse mit 6×2 Signalkontakten, die ungeschirmte Serie H-MTDe (E9) für UTP-Kabel sowie H-MTD+6-Hybridsteckverbinder mit sechs zusätzlichen MQS-Leistungskontakten neben den Datenports.

Zwei Kabelenden machen noch kein Dual-Port-Kabel

Eine Punkt-zu-Punkt-Leitung hat immer zwei Enden: Seite A und Seite B. Ein Einzelportanschluss an jeder Seite führt ein verdrilltes Aderpaar. Das bleibt eine Single-to-Single-Konfektion, keine Dual-Port-Leitung.

Auch Plug-to-Plug und Jack-to-Jack in Datenblättern oder Produktnamen beschreiben die Kontakt- und Gehäuseausführung an beiden Enden. Plug-to-Plug bedeutet Stecker mit männlichen Kontakten an beiden Seiten, nicht „Plug-and-Play“. Jack-to-Jack bezeichnet Buchse zu Buchse.

Unterschiede zu FAKRA, Mini FAKRA und HSD mit vier Kontakten

Bei Fahrzeugkabelzeichnungen sollten Sie H-MTD von zwei anderen häufig auf derselben Stückliste aufgeführten Hochgeschwindigkeitsschnittstellen unterscheiden:

• Koaxiales FAKRA/Mini FAKRA und differentielles H-MTD: FAKRA und Mini FAKRA übertragen unsymmetrische Signale über Innenleiter und Außenschirm, etwa für HF-Antennen oder koaxiale Kameraverbindungen. Jede H-MTD-Kammer führt dagegen ein symmetrisches differentielles 100-Ω-Paar über zwei Kontakte. Unser Vergleich von Mini FAKRA und FAKRA erläutert Codierung und Signalaufgaben, wenn ein Kabelbaum beide Übertragungsarten enthält.
• Vierkontakt-HSD und Dual-Port-H-MTD: Beide besitzen vier Signalkontakte, sind aber für andere Kabelaufbauten vorgesehen. Standard-HSD enthält alle vier Kontakte in einer geschirmten Kammer und wird an ein vieradriges Sternviererkabel angeschlossen; siehe unseren HSD-Kabelleitfaden. Dual-Port-H-MTD teilt das Gehäuse in zwei getrennte Zweikontaktkammern (2×2) für zwei separate verdrillte Kabelpaare auf. Diese können zu einem passenden Dual-Port-Anschluss oder zwei Einzelportanschlüssen führen.

Single-to-Single, Mehrportverbindung oder Breakout?

Sobald die Portzahl beider Geräte feststeht, wählen Sie die Kabeltopologie passend zur räumlichen Anordnung der Anschlüsse.

Single-to-Single-Konfektionen

Eine Single-to-Single-Leitung verbindet einen Einzelport eines elektronischen Steuergeräts (ECU), eines Sensors oder Prüfgeräts direkt mit einem anderen Einzelport. Für Seite A und B sind Stecker/Buchse, mechanische Codierung, gerader oder abgewinkelter Kabelabgang und Abdichtung jeweils gesondert festzulegen.

Ob eine kurze Leitung, etwa 0,5 m oder 1 m, oder ein längeres Kabel, etwa 5 m, geeignet ist, hängt von Verlegeweg und Kanaldämpfungsbudget ab. Größere Längen erhöhen die Einfügedämpfung. Prüfen Sie deshalb die zulässige Gesamtlänge des Zielprotokolls, statt unterschiedliche Längen als beliebig austauschbar anzusehen.

Dual-to-Dual- und Quad-to-Quad-Mehrportleitungen

Fassen zwei Geräte, etwa ein Zonengateway und ein zentraler Rechner oder Switch, zwei beziehungsweise vier differentielle Kanäle in passenden Mehrport-Leiterplattenanschlüssen zusammen, verbindet eine Dual-to-Dual- oder Quad-to-Quad-Leitung alle Kanäle mit einem Verriegelungsvorgang. Das Bündeln benachbarter Verbindungen spart Leiterplattenfläche und beschleunigt die Kabelmontage zwischen dicht bestückten Modulen.

Breakouts von Dual auf 2×Single und von Quad auf 4×Single

Nutzt ein Steuer- oder Erfassungsgerät einen kompakten Mehrportanschluss, während die Gegenseite aus räumlich getrennten Einzelportgeräten besteht, verbindet ein Dual-auf-2×Single- oder Quad-auf-4×Single-Breakout diese Anordnungen.

Ein passives Breakout ist kein Ethernet-Switch. In einer Quad-auf-4×Single-Konfektion ist jede Kammer der Quad-Buchse über ein eigenes verdrilltes Paar direkt mit einem bestimmten Einzelabzweig verbunden. Das Kabel kann den Verkehr eines aktiven Ports nicht an vier Geräte verteilen oder vervielfältigen; der Hostanschluss muss bereits vier unabhängige Kanäle bereitstellen. Werden zwei Abzweige gleicher Serie, Kontaktart und Codierung vertauscht, kann ein Gerät am falschen Controllerport landen, abhängig von dessen Portzuordnung.

Eine H-MTD-Artikelbezeichnung am Quad-auf-4×Single-Beispiel lesen

Produktnamen und Teilenummern fassen mehrere Gehäuse- und Kabelmerkmale zusammen. Als Beispiel dient die oben gezeigte Quad-auf-4×Single-Konfektion:

H-MTD Gebündeltes EndeQuad-Buchse E6K14D-1CAZ5-Z zu ZweigendeEinzelportbuchse E6K14A-1CAZ5-Z*4 Automotive-Ethernet-Kabelkonfektion mit 1 m geschirmtem 100-Ω-Twisted-Pair-Kabel GG 2Speed 251

Jeder Abschnitt dieser Rosenberger-H-MTD-Katalognummern beschreibt einen Teil des Aufbaus:

• Kontaktart (K gegenüber S): In E6K... und E6S... steht K für eine Buchse mit weiblichen Kontakten, S für einen Stecker mit männlichen Kontakten, etwa E6S10A-1CAZ5-Z als gerader Einzelportstecker. Da beide Enden definiert werden müssen, nennt die Bezeichnung Jack to Jack, Plug to Plug oder Jack to Plug.
• Gehäusevariante und Portzahl (E6K14D gegenüber E6K14A*4): E6K14D-1CAZ5-Z bezeichnet am gemeinsamen Ende ein Quad-Buchsengehäuse (D). E6K14A-1CAZ5-Z*4 bezeichnet am anderen Ende vier einzelne Single-Port-Buchsengehäuse (A, mit *4 multipliziert). Dagegen steht Quad Jack to Jack E6K10D-1CAZ5-Z für eine Quad-to-Quad-Leitung mit je einem Vierportgehäuse an beiden Enden. In diesen konkreten geraden Rosenberger-Kabelsteckverbinderserien stehen 10A / 10B / 10D für Standardgehäuse und 14A / 14B / 14D für wasserdichte Steckverbindervarianten.
• Kabelgruppe (CA) und konkreter Kabeltyp: In -1CAZ5- bezeichnet CA eine zur Crimpanschlusstechnik passende geschirmte 100-Ω-Kabelgruppe. Der Katalog nennt GG 2Speed 251 und LEONI Dacar 686-3 als Beispiele für CA, LEONI Dacar 647-4 für BZ und AQ für ungeschirmte Kabel mit E9-H-MTDe-Steckverbindern. Eine Gruppe umfasst mehrere geeignete Kabel: CA allein identifiziert deshalb nicht eindeutig GG 2Speed 251. Prüfen Sie den ausdrücklich genannten Kabeltyp.
• Mechanischer Codierungssuffix (-Z): Das abschließende -Z legt die Gehäusecodierung fest, im Katalog wasserblau und neutral für die Codierungen A–F. Beleuchtung und Fertigungschargen beeinflussen den Farbeindruck. Prüfen Sie daher Codierbuchstabe und mechanische Schlüsselung anhand der Zeichnung, nicht allein anhand der Farbe.

Hinweis zu Teilenummern: Die beschriebenen Zeichenpositionen gelten für die hier zitierten Rosenberger-Serien, nicht allgemein für jeden Hersteller oder jede H-MTD-Unterserie. Eine Katalognummer im Titel einer Konfektion eines Drittanbieters beschreibt die Schnittstellenkonfiguration. Sie belegt weder OEM-Herkunft noch eine IP67-Validierung des kompletten Kabelbaums.

Breakouts dokumentieren: Kennzeichnung, Ziele und Längenbezüge

Foto oder Kurzbezeichnung eines Quad-auf-4×Single-Kabels zeigen ein Vierportgehäuse und vier Einzelenden. Sie zeigen aber weder die Zuordnung jedes Abzweigs zu einer Kammer noch die genauen Bezugspunkte einer Nennlänge.

Bei Mehrport-H-MTD-Pinnings, etwa Rosenberger RN_143-02 für Dual und RN_143-04 für Quad, hängt die sichtbare Position nummerierter Kammern von der festgelegten Ansicht ab (View A, View B, Side A, Side B). Setzen Sie niemals pauschal „oben links = Port 1“ voraus. Auch ein Abzweiglabel entspricht nicht automatisch einer Katalog-Kammernummer.

Haben mehrere Geräteanschlüsse dieselbe Serie, Kontaktart und Codierung, kann ein passender Abzweigstecker mechanisch in jeden dieser Anschlüsse passen. Dokumentieren Sie die elektrische Kammer-Abzweig-Zuordnung in einer freigegebenen Zeichnung und kennzeichnen Sie jede Leitung, um Verwechslungen bei der Montage zu vermeiden.

Beispiel: Kennzeichnung und Verlegelängen eines Vierfach-Breakouts

Das folgende eigenständige Beispiel ist unabhängig vom zuvor gezeigten 1-m-Serienartikel: Ein Quad-Port einer ECU wird zu vier Kameramodulen mit passenden differentiellen H-MTD-Schnittstellen aufgefächert. Viele Fahrzeugkameras arbeiten koaxial; dieses Beispiel gilt ausdrücklich für differentielle H-MTD-Kameraknoten.

Alle vier Abzweige enden hier in Z-codierten Einzelportbuchsen (E6K14A-1CAZ5-Z). Die genaue Kontaktzuordnung steht in der Projektzeichnung. Die Gesamtlänge eines Abzweigs (L_overall) wird entlang des Kabelwegs von der Steckfläche des Quad-Buchsengehäuses bis zur Steckfläche der jeweiligen Einzelportbuchse gemessen. Darin enthalten sind 250 mm gemeinsamer Bündelabschnitt zwischen Quad-Steckfläche und Aufteilung.

Diese 250 mm sind in jeder Gesamtlänge bereits enthalten. Hinter der Aufteilung bleiben für die vorderen Abzweige 750 mm und für die hinteren 1250 mm. Das sind Verlegelängen zwischen Steckflächen, keine Zuschnitt- oder Abisoliermaße.

Automotive-Ethernet-ECU am PC: Aufgaben von Kabel und Medienkonverter

Auf Entwicklungs- und Validierungsprüfständen wird häufig ein Automotive-Ethernet-Prüfling (DUT), etwa eine ECU oder ein Sensor mit H-MTD, mit dem normalen RJ45-Netzwerkanschluss eines PCs oder Laptops verbunden.

Wann eine aktive PHY-Umsetzung nötig ist

Bei 100BASE-T1 oder 1000BASE-T1 läuft die Datenübertragung über ein symmetrisches verdrilltes 100-Ω-Aderpaar. Bestimmen Sie zuerst den PHY-Standard des Geräteports; der H-MTD-Stecker allein gibt ihn nicht an. Eine normale PC-Netzwerkkarte verwendet 100BASE-TX / 1000BASE-T mit anderer physikalischer Signalisierung und anderer Paaranzahl.

Da diese physikalischen Schnittstellen nicht kompatibel sind, benötigt die Verbindung von 100BASE-T1 / 1000BASE-T1 über H-MTD zu einem normalen PC-RJ45-Port mit 100BASE-TX / 1000BASE-T einen aktiven Medienkonverter oder eine Testschnittstelle mit integriertem T1-PHY. Eine rein passive Änderung der Kontaktbelegung kann diese Umsetzung nicht leisten.

Beurteilen Sie Prüfadapter jedoch nicht allein nach den Anschlussnamen: Manche enthalten aktive Umsetzungselektronik. Passive Prüfadapter sind dagegen für Testgeräte vorgesehen, die bereits einen passenden PHY besitzen.

Daten, Versorgung und Einstellungen auf dem Prüfstand trennen

Bei speziellen Automotive-Ethernet-Medienkonvertern, beispielsweise Intrepid RAD-Moon2 oder der Technica MediaConverter-100/1000BASE-T1-Serie, sind drei Hardwareaufgaben zu unterscheiden:

1. Passiver differentieller Datenkanal: Eine passende geschirmte 100-Ω-Single-to-Single-H-MTD-Leitung führt das Signalpaar vom T1-Port der ECU/des DUT zu einem Konverter mit passendem H-MTD-T1-Anschluss. Ein normales RJ45-Patchkabel verbindet dessen PC-Seite mit dem Rechner. Innerhalb einer Serie unterscheiden sich die Modelle: Technica TE-1403 und TE-1406 besitzen H-MTD, TE-1402 und TE-1405 MATEnet. Wählen Sie das Kabel passend zur tatsächlichen T1-Schnittstelle des Modells.
2. Separate Geräteversorgung: In diesem separat versorgten Aufbau führt das H-MTD-Kabel Daten. Konverter und ECU/DUT erhalten ihre Versorgung über eigene Eingänge gemäß Handbuch. Das Einstecken des H-MTD-Kabels versorgt den DUT nicht automatisch mit Strom.
3. PHY-Einstellungen des Konverters: Master/Slave-Rolle, 100 oder 1000 Mbps sowie IEEE-/Legacy-Modus, soweit unterstützt, werden modellabhängig über DIP-Schalter, serielle Konsole oder Software eingestellt. Maßgeblich ist das jeweilige Gerätehandbuch.

Fasst ein DUT vier unabhängige T1-Ports in einem Quad-H-MTD-Anschluss zusammen, kann eine passende Quad-auf-4×Single-Konfektion diese einzeln zu T1-Testports oder Medienkonvertern führen, wie es der Prüfaufbau erfordert.

Ihre H-MTD-Konfektion auswählen oder spezifizieren

Nach der Wahl von Single-to-Single, Dual-to-Dual / Quad-to-Quad oder Dual-auf-2×Single / Quad-auf-4×Single prüfen Sie Serie, Stecker/Buchse, Codierung, Kabeltyp und zeichnungsbezogene Abzweigzuordnung. In unserer Kategorie Automotive-Ethernet-Kabelkonfektionen finden Sie Einzelportleitungen und Mehrport-Breakouts. Für eine Sonderanfertigung können Sie eine freigegebene Kabelzeichnung und die benötigten Abzweiglängen einreichen.